Характеристика мікробного дисбіозу та метаболічних змін у собак з гострою діареєю

Філіальна лабораторія шлунково-кишкового тракту, Відділ клінічних наук про дрібних тварин, Коледж ветеринарної медицини та біомедичних наук, Техаський університет A&M, Коледж-Стейшн, Техас, Сполучені Штати Америки

Невідкладна та критична допомога, Відділення клінічних наук про дрібних тварин, Коледж ветеринарної медицини та біомедичних наук, Техаський університет A&M, Коледж-Стейшн, Техас, Сполучені Штати Америки

Афілійований відділ рослинництва, Університет штату Пенсільванія, Університетський парк, штат Пенсільванія, Сполучені Штати Америки

Філія Арті Макферрін, кафедра хімічної інженерії, Техаський університет A&M, Коледж-Стейшн, Техас, Сполучені Штати Америки

Афіліації Artie McFerrin Департамент хімічної інженерії, Техаський університет A&M, Коледж-Стейшн, Техас, Сполучені Штати Америки, Департамент мікробного патогенезу та імунології, Техаський науково-медичний центр A&M, Коледж-Стейшн, Техас, Сполучені Штати Америки

Департамент харчових наук, Університет штату Пенсільванія, Університетський парк, штат Пенсільванія, Сполучені Штати Америки, Інститут раку Херші, штат Пенсільванія, Херші, штат Пенсільванія, Сполучені Штати Америки

Блейк С. Гвардія,
Джеймс В. Барр,
Лаваня Реддіварі,
Кори Клемашевич,
Арул Джаяраман,
Йорг М. Штайнер,
Джайрам Ванамала,
Ян С. Суходольський

Цифри

Анотація

Цитування: Guard BC, Barr JW, Reddivari L, Klemashevich C, Jayaraman A, Steiner JM, et al. (2015) Характеристика мікробного дисбіозу та метаболічних змін у собак з гострою діареєю. PLoS ONE 10 (5): e0127259. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0127259

Академічний редактор: Даніель Монлеон, Instituto de Investigación Sanitaria INCLIVA, ІСПАНІЯ

Отримано: 17 вересня 2014 р .; Прийнято: 14 квітня 2015 р .; Опубліковано: 22 травня 2015 р

Наявність даних: Послідовності були передані в Архів читання послідовностей під таким номером приєднання: SRP040310.

Фінансування: "Автор (и) не отримав (-ла) конкретного фінансування для цієї роботи."

Конкуруючі інтереси: Співавтор Ян Суходольський є членом редакційної ради PLOS ONE, і це не змінює нашу прихильність редакційній політиці та критеріям PLOS ONE.

Вступ

Матеріали і методи

Зарахування тварин та відбір зразків

Кали, зразки сироватки (зібрані за допомогою венопункції) та зразки сечі (зібрані цистоцентезом) отримували як у здорових собак, так і у собак з гострою діареєю (АД). Собаки з АД також були класифіковані як такі, що мають негеморагічну діарею (NHD) або геморагічну діарею (AHD) (Таблиця 1). Кал охолоджували відразу після збору, переносили протягом декількох годин у морозильну камеру -80 ° C і зберігали замороженим до обробки для вилучення ДНК. Зразки сироватки та сечі аликвотно розподіляли і зберігали замороженими при -80 ° C до обробки. Власники надали письмову згоду на використання своїх собак у цьому дослідженні. Збір фекалій, сироватки та сечі був затверджений Інституційним комітетом з догляду та використання тварин Техаського університету мистецтв і технологій (IACUC): номер протоколу; 2012–101. Жодна із здорових собак або собак з гострою діареєю не використовувалась у попередньому дослідженні [14].

Контрольну групу складали 13 здорових домашніх собак (таблиця 1, таблиця S1). Всі собаки були приватною власністю, жили в різних домашніх умовах і годували різними комерційними дієтами. Жодна із собак не мала анамнезу шлунково-кишкових ознак або прийому антибіотиків принаймні за місяць до забору зразків калу. Всі здорові собаки жили в Техасі, США.

Група хворих складалася з 13 собак із гострою діареєю (6 собак із СДН та 7 собак із СХВ), які подавали до Ветеринарної медичної навчальної лікарні Техаського університету A&M гостру, негеморагічну або геморагічну діарею (визначається як тривалість діареї 3,5; для функціональних генів та їхніх конкретних ортологів KEGG поріг оцінки LDA встановлено> 2,5. LEfSe є у вільному доступі в Інтернеті в рамках робочого процесу Galaxy [26, 27].

Коротколанцюгові жирні кислоти

Концентрації SCFA у фекаліях перевіряли на нормальність і порівнювали між кожною групою за допомогою U-тесту Манна-Уітні. Потім SCFA, які були виявлені суттєво різними між групами, корелювали з диференційовано багатими бактеріальними групами (тобто кореляцією рангу Спірмена; JMP 10, SAS software Inc.).

Нецілена метаболоміка сироватки та сечі

Файли Waters raw були перетворені у формат netCDF, і XCMS [28] виявлення піків, вирівнювання часу утримання та групування функцій виконувались як на низьких, так і на високих каналах енергії зіткнення (MS та MSe). Набори даних були розділені після вирівнювання, нормалізовані до загального витягнутого іонного сигналу, усереднені за допомогою ін'єкційного повторення, і описаний раніше робочий процес idMS/MS був застосований до всіх важливих особливостей для генерації невибіркових спектрів MS/MS (idMS/MS) для пошуку в бібліотеці та ідентифікація сполуки [29]. Для ідентифікації спектрів було проведено пошук відтворених спектрів idMS/MS у базі даних NIST ‘12 MS/MS, Metlin та Massbank. Спектрам idMS/MS, які відповідають спектрам MS/MS бази даних, присвоєно рівень ідентифікації 2 рівня довіри [30]. Для сечі концентрації сполуки в кожному зразку сечі нормалізували до концентрації креатиніну в сечі і виражали як співвідношення. Сироватка нормалізувалась за обсягом. Після попередньої обробки даних було проведено аналіз основних компонентів та однофакторний аналіз за допомогою веб-інструменту обробки метаболомічних даних MetaboAnalyst 2.0 [31, 32].